WO2012113488A1 - Fuel delivery device and method for actuating a fuel delivery device - Google Patents

Fuel delivery device and method for actuating a fuel delivery device Download PDF

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feed pump
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Steffen Meyer-Salfeld
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Robert Bosch Gmbh
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    • F04C2240/80—Other components
    • F04C2240/811—Actuator for control, e.g. pneumatic, hydraulic, electric

Definitions

  • the invention relates to a fuel delivery device for a fuel injection of an internal combustion engine and a method for actuating such a fuel delivery device according to the preamble of the independent claims.
  • Such a fuel delivery device and its mode of operation is already known from EP 1 195 514 A2.
  • This fuel delivery device has an electrically driven delivery pump through which fuel is conveyed to the suction side of a high-pressure pump.
  • the high-pressure pump delivers fuel into a high-pressure region, from which at least indirectly at least one injector of the fuel injection device is supplied with fuel.
  • An electrical control device is provided which receives a signal for the pressure prevailing in the high-pressure region via a sensor device. By the electrical control device, the electric drive of the feed pump is variably controlled, so that the fuel delivery amount of the feed pump can be changed by varying the speed.
  • the fuel delivery device according to the invention and the method for operating such a fuel delivery device with the characterizing features of the independent claims has the advantage that depending on the pressure value transmitted by the pressure sensor to the control unit, the displacement volume of the feed pump is changed via actuation of the actuator, whereby a variable fuel quantity be promoted at the same speed can.
  • This is an easy way to change the fuel delivery of the pump. It eliminates additional components such.
  • ZME metering unit
  • a more precise regulation of the fuel quantity through the variable displacement volume is possible, as by the variation of the speed.
  • the delivery pump delivers a variable amount of fuel that varies between a zero delivery amount and a maximum amount.
  • the maximum amount is determined by the maximum displacement of the feed pump. Due to the wide range in which the fuel delivery rate can vary, an optimal adjustment of the fuel delivery to the fuel demand in the high pressure range is possible.
  • the actuator can be designed as a hydraulic, pneumatic, electrical or mechanical actuator, since a wider use of already proven and cost-effective components is possible.
  • An arrangement of the pressure sensor in the high pressure region is advantageous because deviations from a predetermined fuel pressure in this area can adversely affect the behavior of the fuel delivery device. Deviations from the predetermined fuel pressure can be detected quickly by the pressure sensor in the high-pressure region and be avoided by adjusting the displacement volume of the feed pump.
  • An arrangement of the pressure sensor on the suction side of the high-pressure pump is advantageous because the fuel delivery rate of the feed pump can be adapted exactly to the fuel demand of the high-pressure pump. It is advantageous to use a vane pump or an external gear pump or a roller-cell pump or an internal gear pump or a pendulum slide pump as a delivery pump with adjustable delivery volume, since it is possible to fall back on known pump types and reduce the development effort.
  • the reduction of the displacement volume of the feed pump when the pressure sensor measures too high a pressure value since the feed pump promotes less fuel by this measure and malfunction in the operation of the fuel delivery device can be avoided by the sinking fuel pressure.
  • Figure 1 shows a fuel delivery device in a schematic representation according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a delivery pump with adjustable displacement in a schematic sectional view of a fuel delivery device
  • FIG. 3 shows a fuel delivery device in a schematic representation according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 1 and Figure 3 show a fuel delivery device in a schematic representation.
  • the fuel delivery device has a feed pump 10, which draws fuel from a reservoir 12.
  • fuel is conveyed to the suction side of at least one high pressure pump 16, which is also part of the fuel delivery device.
  • the drive of the feed pump 10 can be done mechanically via the clutch, gear or timing belt by the motor or the high-pressure pump 16.
  • the feed pump 10 may have an electric drive, which can be operated with variable power and thus variable speed or constant power and speed.
  • a high-pressure pump 16 By means of the at least one high-pressure pump 16, fuel is conveyed into a high-pressure region 18 of the fuel delivery device, which comprises, for example, a high-pressure accumulator 18.
  • One or more injectors 20 are supplied with fuel from the high-pressure region 18, wherein an injector 20 is assigned to each cylinder of the internal combustion engine.
  • the feed pump 10 can be arranged on the high-pressure pump 16, integrated into it or arranged remotely from the high-pressure pump 16, for example in the reservoir 12 or in a hydraulic line between the reservoir 12 and the high-pressure pump 16.
  • the high-pressure pump 16 has at least one pump element, which in turn has a pump piston which is driven in a lifting movement.
  • the high pressure pump 16 may have its own drive shaft through which the lifting movement of the pump piston is effected via a cam or eccentric.
  • the drive shaft of the high pressure pump 16 is mechanically driven, for example via a transmission or a belt drive from the internal combustion engine, so that the speed of the high-pressure pump 16 is proportional to the speed of the internal combustion engine.
  • the high-pressure pump 16 does not have its own drive shaft and the lifting movement of the pump piston is effected by an eccentric or cam of a shaft of the internal combustion engine.
  • several high-pressure pumps 16 may be provided.
  • a hydraulic actuation may be provided.
  • the feed pump 10 can be arranged remotely from the at least one high-pressure pump 16, for example also in the storage container 12.
  • the feed pump 10 is connected via a hydraulic line to the suction side of the at least one high-pressure pump 16.
  • a fuel filter 38 can be arranged in the hydraulic line in order to prevent dirt particles from entering the high-pressure pump 16 and the high-pressure region 18.
  • a pressure sensor 17 is provided, by means of which the pressure in the high-pressure region 18 or on the suction side of the high-pressure pump 16 can be measured. This pressure is transmitted via a line or wireless connection to a controller 19.
  • This control unit 19 is connected to an actuator 11 of the feed pump 10 in connection. Depending on the transmitted pressure value of the pressure sensor 17, the control unit 19 actuates the actuator 11 of the feed pump 10 in order to change the displacement volume of the feed pump 10.
  • the delivery pump 10 with adjustable displacement volume for a fuel delivery device is shown by way of example in a schematic sectional representation. It has a housing 40 in which a rotor 42 with at least one or more vanes 44 is located. The rotor 42 rotates about an axis that is perpendicular to the plane through a center Ml.
  • a circular stator ring 46 is held by a first rod 48. There may be another bearing point of the stator ring 46 by a height adjustment screw, not shown. The axis of the circular stator ring 46 passes through a center M2.
  • the first rod 48 is actuated via the actuator 11.
  • the actuator 11 may be designed as an electrical, mechanical, pneumatic or hydraulic actuator and communicates with the controller 19 in connection. Depending on the particular operating situation, which can be represented by a pressure value in the high-pressure region 18 of the fuel delivery device, for example, the control unit 19 actuates the actuator 11 and displaces the rod 48.
  • a second rod 50 can be used Spring 52 is held in a certain position and the actuator 11 and the first rod 48 counteracts.
  • the electrically or mechanically driven rotor 42 rotates and the blades 44 guided in the rotor are pressed against the stator ring 46 by centrifugal forces.
  • the necessary for the transport of the fuel cells 54 are increasingly larger by the rotation of the rotor 42 and thereby fill with fuel via a suction channel 56 of the fuel from the reservoir 12 sucks.
  • the cells 54 Upon reaching the largest cell volume, the cells 54 are separated from the suction side and get in a further rotation connection to the pressure side. In a further rotation, the cells 54 are narrowed and press liquid via the pressure channel 58 in a hydraulic line leading to the suction side of the high-pressure pump 16.
  • stator 46 is displaced in the housing. If the stator ring is in the middle position, the two center points M1 and M2 lie on one another. In this case, the flow rate of the fuel is returned to a zero flow rate, i. the flow rate is zero.
  • the stator ring 46 is moved to an eccentric position, in which the centers Ml and M2 are no longer on each other. Since the suction and the pressure side are separated from each other, the feed pump 10 displaces fuel again. With increasing distance of the centers Ml and M2, the displacement volume of the feed pump 10 is larger.
  • the feed pump 10 can be operated at the same speed or variable speed via a mechanical or electric drive.
  • the speed of the feed pump 10 influences the amount of fuel delivered.
  • a variable amount of fuel can be conveyed at the same speed.
  • An example of a delivery pump 10 with adjustable delivery volume is the "adjustable vane pump, type PV7" from Bosch Rexroth, which is similar in construction to the described delivery pump 10, but would have to be adapted to the dimensions and requirements of a fuel delivery device.
  • an external gear pump or a roller-cell pump or an internal gear pump or a pendulum slide pump can also be used as the delivery pump 10 with adjustable displacement.
  • An example of a volume-adjustable pendulum slide pump is shown in the published patent application DE 101 02 531 AI.
  • the pressure sensor 17 is arranged in the high-pressure region 18 of the fuel delivery device.
  • the pressure sensor 17 transmits a pressure value to the control unit 19.
  • the control unit 19 changes the displacement volume of the feed pump 10 via an actuation of the actuator 11.
  • the pressure sensor 17 transmits this pressure value to the control device 19, which actuates the actuator 11 so that the displacement volume of the feed pump 10 is reduced.
  • the actuator 11 which may be a hydraulic, pneumatic, electrical or mechanical actuator, the control piston 48 is moved in the direction of the center of rotation, so that the distance between the centers Ml and M2 is smaller. This movement causes the displacement volume of the feed pump 10 is smaller and less fuel is conveyed from the reservoir 12 to the suction side of the high-pressure pump 16.
  • the pressure sensor 17 transmits this pressure value to the control unit 19, which actuates the actuator 11 so that the displacement volume of the feed pump 10 is increased.
  • a smaller force is exerted on the control piston 48 by the actuator 11, so that the distance between the centers Ml and M2 is greater. This movement causes the displacement volume of the feed pump 10 is greater and more fuel is conveyed from the reservoir 12 to the suction side of the high-pressure pump 16.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention.
  • the pressure sensor 17 is arranged on the suction side of the high-pressure pump 16.
  • the pressure- Sensor measures the pressure in the hydraulic line on the suction side of the high-pressure pump 16 and transmits this pressure value via a line or wireless connection to the control unit 19.
  • the control unit 19 is connected to the actuator 11 of the feed pump 10 in connection. Depending on the transmitted pressure value of the pressure sensor 17, the controller 19 can actuate the actuator 11 of the feed pump 10 to change the displacement volume of the feed pump 10 at a constant speed.
  • the pressure sensor 17 transmits this pressure value to the control unit 19, which actuates the actuator 11 such that the displacement volume of the feed pump 10 is reduced.
  • the control piston 48 is moved in the direction of the center of rotation by the actuator 11, so that the distance between the centers Ml and M2 is smaller. This movement causes the displacement volume of the feed pump 10 is smaller and less fuel is conveyed from the reservoir 12 to the suction side of the high-pressure pump 16.
  • the pressure sensor 17 transmits this pressure value to the control unit 19, which actuates the actuator 11 such that the displacement volume of the feed pump 10 is increased.
  • a smaller force is exerted on the control piston 48 by the actuator 11, so that the distance between the centers Ml and M2 is greater. This movement causes the displacement volume of the feed pump 10 is greater and more fuel is conveyed from the reservoir 12 to the suction side of the high-pressure pump 16.

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Abstract

Proposed is a fuel delivery device for a fuel injection device of an internal combustion engine, having a delivery pump (10), the displacement volume of which can be adjusted by means of an actuator (11), and having at least one high-pressure pump (16). Fuel is delivered from a storage vessel (12) to the suction side of the high-pressure pump (16) by the delivery pump (10), and fuel is delivered in a high-pressure region (18) by the high-pressure pump (16). A pressure sensor (17) is connected to a control unit (19) which actuates the actuator (11) of the delivery pump (10) so as to deliver a variable fuel quantity at a constant rotational speed.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Kraftstofffördereinrichtung und Verfahren zum Betätigen einer Kraftstofffördereinrichtung  Fuel delivery device and method for actuating a fuel delivery device
Die Erfindung betrifft eine Kraftstofffördereinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzung einer Brennkraftmaschine und ein Verfahren zum Betätigen einer solchen Kraftstofffördereinrichtung nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche. The invention relates to a fuel delivery device for a fuel injection of an internal combustion engine and a method for actuating such a fuel delivery device according to the preamble of the independent claims.
Stand der Technik State of the art
Eine solche Kraftstofffördereinrichtung und ihre Funktionsweise ist bereits durch EP 1 195 514 A2 bekannt. Diese Kraftstofffördereinrichtung weist eine elektrisch angetriebene Förderpumpe auf, durch die Kraftstoff zur Saugseite einer Hochdruckpumpe gefördert wird. Durch die Hochdruckpumpe wird Kraftstoff in einen Hochdruckbereich gefördert, aus dem zumindest mittelbar wenigstens ein Injektor der Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit Kraftstoff versorgt wird. Es ist eine elektrische Steuereinrichtung vorgesehen, die über eine Sensoreinrichtung ein Signal für den im Hochdruckbereich herrschenden Druck erhält. Durch die elektrische Steuereinrichtung wird der elektrische Antrieb der Förderpumpe variabel angesteuert, so dass die Kraftstofffördermenge der Förderpumpe durch Variation der Drehzahl verändert werden kann.  Such a fuel delivery device and its mode of operation is already known from EP 1 195 514 A2. This fuel delivery device has an electrically driven delivery pump through which fuel is conveyed to the suction side of a high-pressure pump. The high-pressure pump delivers fuel into a high-pressure region, from which at least indirectly at least one injector of the fuel injection device is supplied with fuel. An electrical control device is provided which receives a signal for the pressure prevailing in the high-pressure region via a sensor device. By the electrical control device, the electric drive of the feed pump is variably controlled, so that the fuel delivery amount of the feed pump can be changed by varying the speed.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die erfindungsgemäße Kraftstofffördereinrichtung und das Verfahren zum Betätigen einer solchen Kraftstofffördereinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat den Vorteil, dass abhängig von dem Druckwert, den der Drucksensor an das Steuergerät übermittelt, das Verdrängungsvolumen der Förderpumpe über eine Betätigung des Aktors verändert wird, wodurch eine variable Kraftstoffmenge bei gleicher Drehzahl gefördert werden kann. Damit ist eine einfache Möglichkeit gegeben die Kraftstofffördermenge der Förderpumpe zu verändern. Es entfallen zusätzliche Bauteile, wie z. B. eine elektrische Steuereinrichtung zur Regelung des elektrischen Antriebs oder eine Zumesseinheit (ZME), die die Kraftstofffördermenge an den Bedarf der Hochdruckpumpe anpasst. Des Weiteren ist eine genauere Regelung der Kraftstofför- dermenge durch das verstellbare Verdrängungsvolumen möglich, als durch die Variation der Drehzahl. The fuel delivery device according to the invention and the method for operating such a fuel delivery device with the characterizing features of the independent claims has the advantage that depending on the pressure value transmitted by the pressure sensor to the control unit, the displacement volume of the feed pump is changed via actuation of the actuator, whereby a variable fuel quantity be promoted at the same speed can. This is an easy way to change the fuel delivery of the pump. It eliminates additional components such. Example, an electrical control device for controlling the electric drive or a metering unit (ZME), which adapts the fuel delivery to the needs of the high-pressure pump. Furthermore, a more precise regulation of the fuel quantity through the variable displacement volume is possible, as by the variation of the speed.
Mit den Maßnahmen der Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich. With the measures of the dependent claims advantageous refinements and improvements of the invention are possible.
In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Kraftstofffördereinrichtung fördert die Förderpumpe eine variable Kraftstoffmenge, die zwischen einer Nullfördermenge und einer maximalen Menge variiert. Die maximale Menge wird durch das maximale Verdrängungsvolumen der Förderpumpe bestimmt. Durch den weiten Bereich, in dem die Kraftstofffördermenge variieren kann, ist eine optimale Anpassung der Kraftstofffördermenge an den Kraftstoffbedarf im Hochdruckbereich möglich. In a first advantageous embodiment of the fuel delivery device, the delivery pump delivers a variable amount of fuel that varies between a zero delivery amount and a maximum amount. The maximum amount is determined by the maximum displacement of the feed pump. Due to the wide range in which the fuel delivery rate can vary, an optimal adjustment of the fuel delivery to the fuel demand in the high pressure range is possible.
Es ist von Vorteil, dass der Aktor als hydraulisches, pneumatisches, elektrisches oder mechanisches Betätigungselement ausgeführt werden kann, da ein breiter Einsatz bereits erprobter und kostengünstiger Bauteile möglich ist. It is advantageous that the actuator can be designed as a hydraulic, pneumatic, electrical or mechanical actuator, since a wider use of already proven and cost-effective components is possible.
Eine Anordnung des Drucksensors im Hochdruckbereich ist von Vorteil, da Abweichungen von einem vorgegeben Kraftstoff druck in diesem Bereich das Verhalten der Kraftstofffördereinrichtung negativ beeinflussen können. Abweichungen von dem vorgegebenen Kraftstoffdruck können durch den Drucksensor im Hochdruckbereich schnell erfasst werden und durch eine Anpassung des Verdrängungsvolumens der Förderpumpe vermieden werden. An arrangement of the pressure sensor in the high pressure region is advantageous because deviations from a predetermined fuel pressure in this area can adversely affect the behavior of the fuel delivery device. Deviations from the predetermined fuel pressure can be detected quickly by the pressure sensor in the high-pressure region and be avoided by adjusting the displacement volume of the feed pump.
Eine Anordnung des Drucksensors auf der Saugseite der Hochdruckpumpe ist vorteilhaft, da die Kraftstofffördermenge der Förderpumpe genau an den Kraftstoffbedarf der Hochdruckpumpe angepasst werden kann. Vorteilhaft ist der Einsatz einer Flügelzellenpumpe oder einer Außenzahnrad- pumpe oder einer Rollenzellenpumpe oder einer Innenzahnradpumpe oder einer Pendelschieberpumpe als Förderpumpe mit verstellbaren Fördervolumen, da auf bekannte Pumpenbauarten zurückgegriffen werden kann und sich der Entwicklungsaufwand reduziert. An arrangement of the pressure sensor on the suction side of the high-pressure pump is advantageous because the fuel delivery rate of the feed pump can be adapted exactly to the fuel demand of the high-pressure pump. It is advantageous to use a vane pump or an external gear pump or a roller-cell pump or an internal gear pump or a pendulum slide pump as a delivery pump with adjustable delivery volume, since it is possible to fall back on known pump types and reduce the development effort.
Vorteilhaft ist die Reduzierung des Verdrängungsvolumens der Förderpumpe, wenn der Drucksensor einen zu hohen Druckwert misst, da die Förderpumpe durch diese Maßnahme weniger Kraftstoff fördert und durch den sinkenden Kraftstoffdruck Fehlfunktionen im Betrieb der Kraftstofffördereinrichtung vermieden werden. Advantageously, the reduction of the displacement volume of the feed pump when the pressure sensor measures too high a pressure value, since the feed pump promotes less fuel by this measure and malfunction in the operation of the fuel delivery device can be avoided by the sinking fuel pressure.
Gleichermaßen ist die Vergrößerung des Verdrängungsvolumens der Förderpumpe von Vorteil, wenn der Drucksensor einen zu geringen Druckwert misst, da die Förderpumpe durch diese Maßnahme mehr Kraftstoff fördert und der Kraftstoffdruck steigt. Likewise, increasing the displacement volume of the feed pump is advantageous when the pressure sensor measures too low a pressure because the feed pump delivers more fuel by this measure and the fuel pressure rises.
Ausführungsbeispiele embodiments
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description.
Es zeigen: Show it:
Figur 1 eine Kraftstofffördereinrichtung in einer schematischen Darstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figure 1 shows a fuel delivery device in a schematic representation according to a first embodiment of the invention;
Figur 2 eine Förderpumpe mit verstellbaren Verdrängungsvolumen in einer schematischen Schnittdarstellung für eine Kraftstofffördereinrichtung und 2 shows a delivery pump with adjustable displacement in a schematic sectional view of a fuel delivery device and
Figur 3 eine Kraftstofffördereinrichtung in einer schematischen Darstellung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Figur 1 und Figur 3 zeigen eine Kraftstofffördereinrichtung in einer schematischen Darstellung. Die Kraftstofffördereinrichtung weist eine Förderpumpe 10 auf, die Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 12 ansaugt. Durch die Förderpumpe 10 wird Kraftstoff zur Saugseite wenigstens einer Hochdruckpumpe 16 gefördert, die ebenfalls Bestandteil der Kraftstofffördereinrichtung ist. Der Antrieb der Förderpumpe 10 kann mechanisch über Kupplung, Zahnrad oder Zahnriemen durch den Motor oder die Hochdruckpumpe 16 erfolgen. Alternativ kann die Förderpumpe 10 einen elektrischen Antrieb aufweisen, der mit veränderlicher Leistung und damit variabler Drehzahl oder konstanter Leistung und Drehzahl betrieben werden kann. 3 shows a fuel delivery device in a schematic representation according to a second embodiment of the invention. Figure 1 and Figure 3 show a fuel delivery device in a schematic representation. The fuel delivery device has a feed pump 10, which draws fuel from a reservoir 12. By the feed pump 10, fuel is conveyed to the suction side of at least one high pressure pump 16, which is also part of the fuel delivery device. The drive of the feed pump 10 can be done mechanically via the clutch, gear or timing belt by the motor or the high-pressure pump 16. Alternatively, the feed pump 10 may have an electric drive, which can be operated with variable power and thus variable speed or constant power and speed.
Durch die wenigstens eine Hochdruckpumpe 16 wird Kraftstoff in einen Hochdruckbereich 18 der Kraftstofffördereinrichtung gefördert, der beispielsweise einen Hochdruckspeicher 18 umfasst. Aus dem Hochdruckbereich 18 werden ein oder mehrere Injektoren 20 mit Kraftstoff versorgt, wobei jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ein Injektor 20 zugeordnet ist. By means of the at least one high-pressure pump 16, fuel is conveyed into a high-pressure region 18 of the fuel delivery device, which comprises, for example, a high-pressure accumulator 18. One or more injectors 20 are supplied with fuel from the high-pressure region 18, wherein an injector 20 is assigned to each cylinder of the internal combustion engine.
Die Förderpumpe 10 kann an der Hochdruckpumpe 16 angeordnet, in diese integriert sein oder entfernt von der Hochdruckpumpe 16 angeordnet sein, beispielsweise im Vorratsbehälter 12 oder in einer hydraulischen Leitung zwischen dem Vorratsbehälter 12 und der Hochdruckpumpe 16. Die Hochdruckpumpe 16 weist wenigstens ein Pumpenelement auf, das wiederum einen Pumpenkolben aufweist, der in einer Hubbewegung angetrieben wird. Die Hochdruckpumpe 16 kann eine eigene Antriebswelle aufweisen, durch die über einen Nocken oder Exzenter die Hubbewegung des Pumpenkolbens bewirkt wird. Die Antriebswelle der Hochdruckpumpe 16 wird mechanisch, beispielsweise über ein Getriebe oder einen Riementrieb von der Brennkraftmaschine angetrieben, so dass die Drehzahl der Hochdruckpumpe 16 proportional zur Drehzahl der Brennkraftmaschine ist. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Hochdruckpumpe 16 keine eigene Antriebswelle aufweist und die Hubbewegung des Pumpenkolbens durch einen Exzenter oder Nocken einer Welle der Brennkraftmaschine bewirkt wird. Dabei können auch mehrere Hochdruckpumpen 16 vorgesehen sein. Alternativ kann auch eine hydraulische Betätigung vorgesehen sein. Die Förderpumpe 10 kann entfernt von der wenigstens einen Hochdruckpumpe 16 angeordnet sein, beispielsweise auch im Vorratsbehälter 12. Die Förderpumpe 10 ist dabei über eine hydraulische Leitung mit der Saugseite der wenigstens einen Hochdruckpumpe 16 verbunden. In der hydraulischen Leitung kann ein Kraftstofffilter 38 angeordnet sein, um zu verhindern, dass Schmutzpartikel in die Hochdruckpumpe 16 und in den Hochdruckbereich 18 gelangen. The feed pump 10 can be arranged on the high-pressure pump 16, integrated into it or arranged remotely from the high-pressure pump 16, for example in the reservoir 12 or in a hydraulic line between the reservoir 12 and the high-pressure pump 16. The high-pressure pump 16 has at least one pump element, which in turn has a pump piston which is driven in a lifting movement. The high pressure pump 16 may have its own drive shaft through which the lifting movement of the pump piston is effected via a cam or eccentric. The drive shaft of the high pressure pump 16 is mechanically driven, for example via a transmission or a belt drive from the internal combustion engine, so that the speed of the high-pressure pump 16 is proportional to the speed of the internal combustion engine. Alternatively, it can also be provided that the high-pressure pump 16 does not have its own drive shaft and the lifting movement of the pump piston is effected by an eccentric or cam of a shaft of the internal combustion engine. In this case, several high-pressure pumps 16 may be provided. Alternatively, a hydraulic actuation may be provided. The feed pump 10 can be arranged remotely from the at least one high-pressure pump 16, for example also in the storage container 12. The feed pump 10 is connected via a hydraulic line to the suction side of the at least one high-pressure pump 16. A fuel filter 38 can be arranged in the hydraulic line in order to prevent dirt particles from entering the high-pressure pump 16 and the high-pressure region 18.
Es ist ein Drucksensor 17 vorgesehen, durch den der Druck im Hochdruckbereich 18 oder auf der Saugseite der Hochdruckpumpe 16 gemessen werden kann. Dieser Druck wird über eine Leitung oder drahtlose Verbindung an ein Steuergerät 19 übermittelt. Dieses Steuergerät 19 steht mit einem Aktor 11 der Förderpumpe 10 in Verbindung. Abhängig von dem übermittelten Druckwert des Drucksensors 17 betätigt das Steuergerät 19 den Aktor 11 der Förderpumpe 10, um das Verdrängungsvolumen der Förderpumpe 10 zu verändern. A pressure sensor 17 is provided, by means of which the pressure in the high-pressure region 18 or on the suction side of the high-pressure pump 16 can be measured. This pressure is transmitted via a line or wireless connection to a controller 19. This control unit 19 is connected to an actuator 11 of the feed pump 10 in connection. Depending on the transmitted pressure value of the pressure sensor 17, the control unit 19 actuates the actuator 11 of the feed pump 10 in order to change the displacement volume of the feed pump 10.
In Figur 2 ist die Förderpumpe 10 mit verstellbarem Verdrängungsvolumen für eine Kraftstofffördereinrichtung beispielhaft in einer schematischen Schnittdarstellung dargestellt. Sie weist ein Gehäuse 40 auf, in dem sich ein Rotor 42 mit wenigstens einem oder mehreren Flügeln 44 befindet. Der Rotor 42 rotiert um eine Achse, die senkrecht zur Zeichenebene durch einen Mittelpunkt Ml verläuft. In FIG. 2, the delivery pump 10 with adjustable displacement volume for a fuel delivery device is shown by way of example in a schematic sectional representation. It has a housing 40 in which a rotor 42 with at least one or more vanes 44 is located. The rotor 42 rotates about an axis that is perpendicular to the plane through a center Ml.
Ein kreisförmiger Statorring 46 wird von einer ersten Stange 48 gehalten. Es kann noch ein weiterer Auflagepunkt des Statorringes 46 durch eine nicht dargestellte Höhenstellschraube existieren. Die Achse des kreisförmigen Statorringes 46 verläuft durch einen Mittelpunkt M2. Die erste Stange 48 wird über den Aktor 11 betätigt. Der Aktor 11 kann als elektrisches, mechanisches, pneumatisches oder hydraulisches Betätigungselement ausgeführt sein und steht mit dem Steuergerät 19 in Verbindung. Abhängig von der jeweiligen Betriebssituation, die z.B. durch einen Druckwert im Hochdruckbereich 18 der Kraftstofffördereinrichtung dargestellt werden kann, betätigt das Steuergerät 19 den Aktor 11 und verschiebt die Stange 48. Je nach Ausführungsform der Förderpumpe 10 kann eine zweite Stange 50 eingesetzt werden, die von einer Feder 52 in einer bestimmten Stellung gehalten wird und dem Aktor 11 bzw. der ersten Stange 48 entgegenwirkt. Innerhalb des Statorringes 46 dreht sich der elektrisch oder mechanisch angetriebene Rotor 42 und die im Rotor geführten Flügel 44 werden durch Fliehkräfte gegen den Statorring 46 gedrückt. Die für den Transport des Kraftstoffes erforderlichen Zellen 54 werden durch die Drehung des Rotors 42 zunehmend größer und füllen sich dabei mit Kraftstoff über einen Saugkanal 56 der Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter 12 ansaugt. Mit Erreichen des größten Zellenvolumens werden die Zellen 54 von der Saugseite getrennt und erhalten bei einer weiteren Drehung Verbindung zur Druckseite. Bei einer weiteren Drehung werden die Zellen 54 verengt und drücken Flüssigkeit über den Druckkanal 58 in eine hydraulische Leitung, die zur Saugseite der Hochdruckpumpe 16 führt. A circular stator ring 46 is held by a first rod 48. There may be another bearing point of the stator ring 46 by a height adjustment screw, not shown. The axis of the circular stator ring 46 passes through a center M2. The first rod 48 is actuated via the actuator 11. The actuator 11 may be designed as an electrical, mechanical, pneumatic or hydraulic actuator and communicates with the controller 19 in connection. Depending on the particular operating situation, which can be represented by a pressure value in the high-pressure region 18 of the fuel delivery device, for example, the control unit 19 actuates the actuator 11 and displaces the rod 48. Depending on the embodiment of the delivery pump 10, a second rod 50 can be used Spring 52 is held in a certain position and the actuator 11 and the first rod 48 counteracts. Within the stator ring 46, the electrically or mechanically driven rotor 42 rotates and the blades 44 guided in the rotor are pressed against the stator ring 46 by centrifugal forces. The necessary for the transport of the fuel cells 54 are increasingly larger by the rotation of the rotor 42 and thereby fill with fuel via a suction channel 56 of the fuel from the reservoir 12 sucks. Upon reaching the largest cell volume, the cells 54 are separated from the suction side and get in a further rotation connection to the pressure side. In a further rotation, the cells 54 are narrowed and press liquid via the pressure channel 58 in a hydraulic line leading to the suction side of the high-pressure pump 16.
Abhängig von der Kraft, die der Aktor 11 auf die erste Stange 48 ausübt, wird der Statorring 46 im Gehäuse verschoben. Befindet sich der Statorring in Mittelstellung liegen die beiden Mittelpunkte Ml und M2 aufeinander. In diesem Fall geht die Fördermenge des Kraftstoffes auf eine Nullfördermenge zurück, d.h. die Fördermenge ist Null. Depending on the force exerted by the actuator 11 on the first rod 48, the stator 46 is displaced in the housing. If the stator ring is in the middle position, the two center points M1 and M2 lie on one another. In this case, the flow rate of the fuel is returned to a zero flow rate, i. the flow rate is zero.
Wird die erste Stange 48 durch den Aktor 11 zurückbewegt, so wird der Statorring 46 in eine exzentrische Lage verschoben, bei der die Mittelpunkte Ml und M2 nicht mehr aufeinander liegen. Da die Saug- und die Druckseite voneinander getrennt werden, verdrängt die Förderpumpe 10 wieder Kraftstoff. Mit zunehmendem Abstand der Mittelpunkte Ml und M2 wird das Verdrängungsvolumen der Förderpumpe 10 größer. If the first rod 48 is moved back by the actuator 11, the stator ring 46 is moved to an eccentric position, in which the centers Ml and M2 are no longer on each other. Since the suction and the pressure side are separated from each other, the feed pump 10 displaces fuel again. With increasing distance of the centers Ml and M2, the displacement volume of the feed pump 10 is larger.
Die Förderpumpe 10 kann mit gleicher Drehzahl oder variabler Drehzahl über einen mechanischen oder elektrischen Antrieb betrieben werden. Die Drehzahl der Förderpumpe 10 beeinflusst die geförderte Kraftstoffmenge. Durch die Betätigung des Aktors 11 und das Verschieben des ersten Stellkolbens 48 kann eine variable Kraftstoffmenge bei gleicher Drehzahl gefördert werden. The feed pump 10 can be operated at the same speed or variable speed via a mechanical or electric drive. The speed of the feed pump 10 influences the amount of fuel delivered. By the actuation of the actuator 11 and the displacement of the first adjusting piston 48, a variable amount of fuel can be conveyed at the same speed.
Ein Beispiel einer Förderpumpe 10 mit verstellbaren Fördervolumen ist die„Verstellbare Flügelzellenpumpe, Typ PV7" von Bosch Rexroth, die in ihrem Aufbau der beschriebenen Förderpumpe 10 gleicht, aber auf die Dimensionen und Anforderungen einer Kraftstofffördereinrichtung angepasst werden müsste. Alternativ lässt sich als Förderpumpe 10 mit verstellbaren Verdrängungsvolumen auch eine Außenzahnradpumpe oder eine Rollenzellenpumpe oder eine Innen- zahnradpumpe oder eine Pendelschieberpumpe einsetzen. Ein Beispiel einer mengenregulierbaren Pendelschieberpumpe ist in der Offenlegungsschrift DE 101 02 531 AI gezeigt. An example of a delivery pump 10 with adjustable delivery volume is the "adjustable vane pump, type PV7" from Bosch Rexroth, which is similar in construction to the described delivery pump 10, but would have to be adapted to the dimensions and requirements of a fuel delivery device. Alternatively, an external gear pump or a roller-cell pump or an internal gear pump or a pendulum slide pump can also be used as the delivery pump 10 with adjustable displacement. An example of a volume-adjustable pendulum slide pump is shown in the published patent application DE 101 02 531 AI.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist der Drucksensor 17 im Hochdruckbereich 18 der Kraftstofffördereinrichtung angeordnet. Der Drucksensor 17 übermittelt einen Druckwert an das Steuergerät 19. Abhängig von der Größe des übermittelten Druckwertes verändert das Steuergerät 19 das Verdrängungsvolumen der Förderpumpe 10 über eine Betätigung des Aktors 11. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the pressure sensor 17 is arranged in the high-pressure region 18 of the fuel delivery device. The pressure sensor 17 transmits a pressure value to the control unit 19. Depending on the magnitude of the transmitted pressure value, the control unit 19 changes the displacement volume of the feed pump 10 via an actuation of the actuator 11.
Ist im Hochdruckbereich 18 ein zu hoher Druck vorhanden, so übermittelt der Drucksensor 17 diesen Druckwert an das Steuergerät 19, welches den Aktor 11 so betätigt, dass das Verdrängungsvolumen der Förderpumpe 10 reduziert wird. Hierbei wird durch den Aktor 11, der ein hydraulisches, pneumatisches, elektrisches oder mechanisches Betätigungselement sein kann, der Steuerkolben 48 in Richtung des Drehzentrums verschoben, so dass der Abstand der Mittelpunkte Ml und M2 geringer wird. Diese Bewegung bewirkt, dass das Verdrängungsvolumen der Förderpumpe 10 kleiner wird und weniger Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter 12 zur Saugseite der Hochdruckpumpe 16 gefördert wird. If too high a pressure is present in the high-pressure region 18, the pressure sensor 17 transmits this pressure value to the control device 19, which actuates the actuator 11 so that the displacement volume of the feed pump 10 is reduced. Here, by the actuator 11, which may be a hydraulic, pneumatic, electrical or mechanical actuator, the control piston 48 is moved in the direction of the center of rotation, so that the distance between the centers Ml and M2 is smaller. This movement causes the displacement volume of the feed pump 10 is smaller and less fuel is conveyed from the reservoir 12 to the suction side of the high-pressure pump 16.
Ist im Hochdruckbereich 18 ein zu niedriger Druck vorhanden, so übermittelt der Drucksensor 17 diesen Druckwert an das Steuergerät 19, welches den Aktor 11 so betätigt, dass das Verdrängungsvolumen der Förderpumpe 10 vergrößert wird. Hierbei wird durch den Aktor 11 eine geringere Kraft auf den Steuerkolben 48 ausgeübt, so dass der Abstand der Mittelpunkte Ml und M2 größer wird. Diese Bewegung bewirkt, dass das Verdrängungsvolumen der Förderpumpe 10 größer wird und mehr Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter 12 zur Saugseite der Hochdruckpumpe 16 gefördert wird. If an excessively low pressure is present in the high-pressure region 18, the pressure sensor 17 transmits this pressure value to the control unit 19, which actuates the actuator 11 so that the displacement volume of the feed pump 10 is increased. Here, a smaller force is exerted on the control piston 48 by the actuator 11, so that the distance between the centers Ml and M2 is greater. This movement causes the displacement volume of the feed pump 10 is greater and more fuel is conveyed from the reservoir 12 to the suction side of the high-pressure pump 16.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Hierbei ist der Drucksensor 17 auf der Saugseite der Hochdruckpumpe 16 angeordnet. Der Druck- sensor misst den Druck in der hydraulischen Leitung auf der Saugseite der Hochdruckpumpe 16 und übermittelt diesen Druckwert über eine Leitung oder drahtlose Verbindung an das Steuergerät 19. Das Steuergerät 19 steht mit dem Aktor 11 der Förderpumpe 10 in Verbindung. Abhängig von dem übermittelten Druckwert des Drucksensors 17 kann das Steuergerät 19 den Aktor 11 der Förderpumpe 10 betätigen, um das Verdrängungsvolumen der Förderpumpe 10 bei konstanter Drehzahl zu verändern. FIG. 3 shows a further embodiment of the invention. Here, the pressure sensor 17 is arranged on the suction side of the high-pressure pump 16. The pressure- Sensor measures the pressure in the hydraulic line on the suction side of the high-pressure pump 16 and transmits this pressure value via a line or wireless connection to the control unit 19. The control unit 19 is connected to the actuator 11 of the feed pump 10 in connection. Depending on the transmitted pressure value of the pressure sensor 17, the controller 19 can actuate the actuator 11 of the feed pump 10 to change the displacement volume of the feed pump 10 at a constant speed.
Ist auf der Saugseite der Hochdruckpumpe 16 ein zu hoher Druck vorhanden, so übermittelt der Drucksensor 17 diesen Druckwert an das Steuergerät 19, welches den Aktor 11 so betätigt, dass das Verdrängungsvolumen der Förderpumpe 10 reduziert wird. Hierbei wird durch den Aktor 11 der Steuerkolben 48 in Richtung des Drehzentrums verschoben, so dass der Abstand der Mittelpunkte Ml und M2 geringer wird. Diese Bewegung bewirkt, dass das Verdrängungsvolumen der Förderpumpe 10 kleiner wird und weniger Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter 12 zur Saugseite der Hochdruckpumpe 16 gefördert wird. If an excessively high pressure is present on the suction side of the high-pressure pump 16, the pressure sensor 17 transmits this pressure value to the control unit 19, which actuates the actuator 11 such that the displacement volume of the feed pump 10 is reduced. Here, the control piston 48 is moved in the direction of the center of rotation by the actuator 11, so that the distance between the centers Ml and M2 is smaller. This movement causes the displacement volume of the feed pump 10 is smaller and less fuel is conveyed from the reservoir 12 to the suction side of the high-pressure pump 16.
Ist auf der Saugseite der Hochdruckpumpe 16 ein zu niedriger Druck vorhanden, so übermittelt der Drucksensor 17 diesen Druckwert an das Steuergerät 19, welches den Aktor 11 so betätigt, dass das Verdrängungsvolumen der Förderpumpe 10 vergrößert wird. Hierbei wird durch den Aktor 11 eine geringere Kraft auf den Steuerkolben 48 ausgeübt, so dass der Abstand der Mittelpunkte Ml und M2 größer wird. Diese Bewegung bewirkt, dass das Verdrängungsvolumen der Förderpumpe 10 größer wird und mehr Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter 12 zur Saugseite der Hochdruckpumpe 16 gefördert wird. If an excessively low pressure is present on the suction side of the high-pressure pump 16, the pressure sensor 17 transmits this pressure value to the control unit 19, which actuates the actuator 11 such that the displacement volume of the feed pump 10 is increased. Here, a smaller force is exerted on the control piston 48 by the actuator 11, so that the distance between the centers Ml and M2 is greater. This movement causes the displacement volume of the feed pump 10 is greater and more fuel is conveyed from the reservoir 12 to the suction side of the high-pressure pump 16.

Claims

Ansprüche claims
1. Kraftstofffördereinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine mit einer Förderpumpe (10), deren Verdrängungsvolumen durch einen Aktor (11) verstellbar ist, und mit wenigstens einer Hochdruckpumpe (16), wobei durch die Förderpumpe (10) Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter (12) zur Saugseite der Hochdruckpumpe (16) gefördert wird und durch die Hochdruckpumpe (16) Kraftstoff zu einem Hochdruckbereich (18) gefördert wird und mit einem Steuergerät (19), welches mit einem Drucksensor (17) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (19) den Aktor (11) der Förderpumpe (10) betätigt, um eine variable Kraftstoffmenge bei gleicher Drehzahl zu fördern. 1. A fuel delivery device for a fuel injection device of an internal combustion engine with a feed pump (10) whose displacement is adjustable by an actuator (11), and with at least one high pressure pump (16), wherein by the feed pump (10) fuel from a reservoir (12) Suction side of the high-pressure pump (16) is conveyed and by the high-pressure pump (16) fuel is conveyed to a high-pressure region (18) and with a control unit (19) which is in communication with a pressure sensor (17), characterized in that the control unit ( 19) actuates the actuator (11) of the feed pump (10) to deliver a variable amount of fuel at the same speed.
2. Kraftstofffördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die variable Kraftstoffmenge der Förderpumpe (10) zwischen einer Nullfördermenge und einer maximale Menge variiert, wobei die maximale Menge durch das maximale Verdrängungsvolumen der Förderpumpe (10) gegeben ist. 2. Fuel delivery device according to claim 1, characterized in that the variable amount of fuel of the feed pump (10) varies between a zero flow rate and a maximum amount, wherein the maximum amount is given by the maximum displacement volume of the feed pump (10).
3. Krafftstofffördereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (11) ein hydraulisches, pneumatisches, elektrisches oder mechanisches Betätigungselement ist. 3. Krafftstofffördereinrichtung according to claim 1 or 2, characterized in that the actuator (11) is a hydraulic, pneumatic, electrical or mechanical actuator.
4. Kraftstofffördereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (17) im Hochdruckbereich (18) angeordnet ist. 4. Fuel delivery device according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure sensor (17) in the high pressure region (18) is arranged.
5. Kraftstofffördereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (17) auf der Saugseite der Hochdruckpumpe (16) angeordnet ist. 5. Fuel delivery device according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure sensor (17) on the suction side of the high-pressure pump (16) is arranged.
6. Kraftstofffördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderpumpe (10) eine verstellbare Flügelzellenpumpe, eine verstellbare Au- ßenzahnradpumpe, eine verstellbare Rollenzellenpumpe, eine verstellbare In- nenzahnradpumpe oder eine verstellbare Pendelschieberpumpe ist. 6. Fuel delivery device according to claim 1, characterized in that the feed pump (10) has an adjustable vane pump, an adjustable Au sprocket pump, an adjustable roller-cell pump, an adjustable internal gear pump or an adjustable pendulum slide pump.
7. Verfahren zum Betätigen einer Kraftstofffördereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (17) einen Druckwert an das Steuergerät (19) übermittelt und dass abhängig von diesem Druckwert das Steuergerät (19) das Verdrängungsvolumen der Förderpumpe (10) über eine Betätigung des Aktors (11) verändert. 7. A method for actuating a fuel delivery device according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure sensor (17) transmits a pressure value to the control unit (19) and that depending on this pressure value, the control unit (19) the displacement volume of the feed pump (10) via an actuation of the actuator (11) changed.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem zu hohen Druckwert das Verdrängungsvolumen der Förderpumpe (10) reduziert wird und bei einem zu niedrigen Druckwert das Verdrängungsvolumen der Förderpumpe (10) vergrößert wird. 8. The method according to claim 7, characterized in that at a too high pressure value, the displacement volume of the feed pump (10) is reduced and at a too low pressure value, the displacement volume of the feed pump (10) is increased.
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